这个问题在这里已经有了答案:
8年前关闭。
我不是在寻找 printf 函数的实现，但我想知道，当在 C 中调用 printf 时会发生什么？
所有事件都发生在软件和硬件级别。
这就是我的想法
PrintfCAll -> KernelModeOn -> SystemCallMade -> 数据放在某种类型的输出缓冲区 -> 输出要转储到某些 Controller 的缓冲区 -> Controller 将其转储到监视器上 -> 中断 CPU 说工作已完成。
我有多正确？
谢谢。
编辑:Unix 可以作为一个平台。说 ubuntu。
有人可以告诉我数据从哪里流出，监视器是否也有任何 Controller ？上面提出的时间表在多大程度上是正确的？
最佳答案
以下是一般性的描述和总结，基于一般的编程概念而不是任何特定的实现。
对 printf 的调用从一个普通的子程序调用开始；不涉及内核模式。在很大程度上，printf 是普通代码，可以用 C 编写。 printf 代码本身的大部分内容与解释格式字符串、将参数转换为要写入的字符串以及将这些字符串写入输出文件有关。大部分工作将通过 printf 调用的子例程完成，例如将数字(像 int 或 float 这样的对象)转换为数字(表示数字的字符串)的子例程。printf 也可能调用 malloc 或相关例程来为缓冲区获取内存，在该缓冲区中准备字符串。我将避免在此答案中描述 malloc 调用。
解释格式字符串、转换参数和准备要写入的字符串的所有工作都可以在 C 中完成，尽管高质量的库可能会使用各种特定于目标的优化，包括汇编语言，以提高速度或效率。
在某些时候，当 printf 有一个要打印的字符串时，它会调用一个例程将字符串写入 stdout 。这可能是 fwrite 或一些类似的子程序。为了讨论，我假设它是 fwrite 。
通常，流被缓冲。因此，当 printf 调用 fwrite 时， fwrite 会检查其缓冲区是否已满。如果来自 printf 的新字符串适合缓冲区，则 fwrite 仅将字符串添加到缓冲区并返回。如果缓冲区已满，则 fwrite 调用另一个例程将缓冲区内容实际写入文件。 (通常，这涉及用传入字符串的一部分填充缓冲区，将缓冲区写入文件 [并将缓冲区标记为空]，然后将传入字符串的其余部分复制到新的空缓冲区中。)某些其他事情也可能根据情况触发写入缓冲区，例如检测传入字符串中的换行符。
假设要写入缓冲区， fwrite 调用系统例程 write 。 write的面是一个库例程； fwrite 执行一个普通的子程序调用来调用 write 。系统例程会有一些是普通子例程的部分，但是，当它们需要完成基本工作时，会有某种系统调用指令(有时称为陷阱)。
当你执行一条系统调用指令时，处理器会做几件事情。它将处理器寄存器保存在指定位置。这包括描述用户进程状态的通用寄存器和特殊寄存器。然后处理器切换到内核模式，这通常涉及设置位以指示新的执行状态是特权的(允许更改特殊处理器寄存器，执行特殊指令等)并从某个其他位置加载寄存器，或将它们设置为已知值。特别是，程序计数器(处理器读取要执行的指令的位置)被设置为指向特定位置，在那里操作系统具有处理系统调用的代码。
现在处理器在内核模式下执行。通常，此时处理器的工作是尽快退出内核模式，以便它可以恢复进程之间的分时并为其他工作做好准备。此外，现代操作系统有很多层，因此很难准确说出此时会发生什么。
一种情况是系统调用处理程序(发生系统调用时调用的软件)读取用户进程保存的寄存器和内存，以确定进程请求什么。在每个系统上，都指定了一些将参数传递给系统调用的方法。例如，某个寄存器可能包含一个数字，表示请求是什么(0 表示写入，1 表示读取，2 表示获取当前时间，3 表示更改内存映射等)，并且每个请求都会传入某些参数其他寄存器或内存中(一个寄存器可能包含内存中的地址，而另一个包含要写入的长度)。
因此，系统调用处理程序会找出正在发出的请求并将其分派(dispatch)给代码来处理。这可能涉及收集请求的参数并将它们形成对要完成的工作的描述，然后将该工作放入队列并离开系统调用处理程序。
虽然有工作要做，但操作系统可能不会返回到用户进程。正如我之前提到的，现代操作系统中有很多层。操作系统中有设备驱动程序、内核扩展、微内核、软件库等等。不管操作系统是如何组织的，在某个时候，它决定做系统调用所要求的工作。
在写入标准输出的情况下，工作被发送到“设备驱动程序”，这是处理“设备”工作的软件的名称。最初，设备是连接到系统的硬件。设备驱动程序会将要写入的数据复制到内存中的特殊位置，并向设备发出命令(使用特殊指令)从内存中读取该数据并将其发送到设备发送它的任何地方(终端、磁盘驱动器) ， 任何)。设备驱动程序的另一部分是在工作完成时调用的例程。 (此调用类似于系统调用，但通常称为中断。)当工作完成时，设备驱动程序会将消息传递回操作系统的其他部分，最终有关系统调用结果的信息将写入用户进程的内存或寄存器，用户进程的执行将重新启动。
今天，许多“设备”是实现虚拟设备的软件。用户进程的标准输出可能是某种伪终端。由于该伪终端没有实际的硬件终端，它必须通过请求其他软件的帮助来处理写请求。
当伪终端是图形显示器上终端窗口的一部分时，有一些软件可以实现终端窗口。该软件接受写入标准输出的文本，决定应将其放置在窗口中的哪个位置，并调用其他软件将字符转换为窗口中像素的变化。也就是说，一些软件正在读取字符，在一些表格和其他数据中查找它们的描述(字体描述等)，然后在图像缓冲区中绘制这些字符。
当图像缓冲区准备好时，会调用更多的软件将图像缓冲区写入显示器。同样，这涉及将数据传递给另一个设备驱动程序。最终，它到达一个实际的硬件设备，该设备获取数据并将其显示在显示器上。
总而言之，有一个巨大的事件链。数据在多个层中上下移动，可能涉及多个不同的用户进程和多个不同的设备驱动程序，以及许多软件库。很难对整个过程有一个全面的了解。一般来说，人们不会想一下子理解整个过程，而是要分别了解每个步骤。例如，在我的职业生涯中，有时我不得不处理系统调用指令的微小细节。但是，在考虑我的整个系统如何工作时，我会考虑更大级别的进程相互通信，而没有考虑这些通信如何工作的细节。
关于c - C 中 printf 的背后是什么？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/13657890/